Одностадийное дегидирование бутана в бутадиен

Пиролиз углеводородного сырья

При пиролизе любого углеводородного сырья, а особенно легких бензинов, в качестве побочного продукта образуется бутадиен, количество которого зависит от целей и условий проведения процесса. Если целевым продуктом пиролиза является не только этилен, но и пропилен и бутены, то выход бутадиена может достигать 5% (масс.) на пропущенное сырье, а содержание его во фракции С₄ может колебаться от 20 до 60% (масс.).

Дегидрирование углеводородов С₄–С₅ в олефины и диены

Дегидрирование бутана в бутен осуществляется в «кипящем слое» алюмохромового катализатора (Al₂O₃ 70÷90%; Сг₂0₃ - 8% и К₂0 - 1÷2%) при температуре в реакторе 838-853 К.

Бутены выделяют экстрактивной ректификацией водным ацетоном или диметилформамидом (ДМФА). Бутены дегидрируют в реакторах с неподвижным слоем катализатора и с подводом тепла за счет разбавления исходной смеси водяным паром при 853-893К на хромкальцийникельфосфатном катализаторе. Общий выход бутадиена – 60% (масс.) от теоретического.

По методу Гудри дегидрированию подвергают бутан-бутеновую смесь в соотношении 60:40 при 873 К и ~1,225 кПа в периодических реакторах с неподвижным слоем алюмохромового катализатора без внешнего теплообмена. Выход бутадиена составляет до 14% (масс.) на пропущенный и до 54% (масс.) в расчете на превращенный бутан.

Фирма "Гудри" (США) впервые реализовала процесс получения бутадиена из бутана в одну стадию (аналогично процессу получения изопрена из изопентана). В присутствии алюмохромового катализатора протекают побочные превращения бутана, бутенов и бутадиена. Применение алюмохромового катализатора исключает использование водяного пара в качестве разбавителя. Принципиальная технологическая схема этого процесса, который проводят под вакуумом (0,015-0,020 МПа) в стационарном слое катализатора, приведена (см. слайд № 3).

Сырье – смесь бутана и возвратной бутан-бутеновой фракции – испаряется в испарителе 1 и при 313 К поступает в трубчатую печь 2. Перегретые пары сырья со скоростью 240 ч^-1 направляют в реактор 4, где при 863-898 К и остаточном давлении 11,3-22,7 кПа происходит процесс дегидрирования. Реактор представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат диаметром 6 м и длиной 12 м. Полный рабочий цикл продолжается 21 мин. 30 с., дегидрирование – 8 мин. 15 с., продувка паром, опорожнение реактора – 2 мин. 35 с. Из реакторного блока контактный газ подают в орошаемый охлаждающим маслом скруббер 6, в котором его охлаждают до 328 К, и затем в блок выделения бутадиена.

Конверсия бутана в одностадийном процессе составляет ~ 20%, а выход бутадиена 50-55% на превращенное сырье. Контактный газ содержит 37-39% бутана, 23-25% бутенов, 12-13% бутадиена.

Основные параметры процессов дегидрирования алкенов С₄-С₅ приведены ниже (см. слайд № 4).

Дата добавления: 2014-01-05